钢箱梁制造安装方案文档格式.docx
《钢箱梁制造安装方案文档格式.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《钢箱梁制造安装方案文档格式.docx（24页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
根据提供的设计图纸，经分析研究，认为本工程钢结构制造安装存在以下重点和难点：
2.1钢箱梁线形控制精度高
钢箱梁为曲线（连续）梁，在拼装过程中需要同时保证成桥平面曲线形和竖向立面线形，箱梁制造线形精度要求高，控制难度大；
2.2钢箱梁成形件预制难度大
钢箱梁的纵向加劲肋、腹板等单元件，需要三维方向控制变形，预制难度大，拼装要求高.
2.3焊接要求高
钢箱梁为全焊（钢结构，节段单板厚度与刚度较小，焊缝密集。
尤其是支座连接等处，构造复杂，受力集中。
存在大量的对接接头、熔透或坡口角接接头、T型角接接头等多种接头形式以及各种不同的焊接工位，而且焊缝要求级别高。
因此，如何控制其焊接变形和焊接残余应力，保证钢箱梁几何尺寸精度是钢箱梁制造的难点。
现场焊接的工作量较大，存在手工电弧焊、CO2气体保护和埋弧自动焊等，焊接位置存在平焊、横焊、立焊和仰焊，焊接工位多，同时焊接要求高，大多的焊缝要进行超声波、磁粉及X射线等探伤。
2.4运输尺寸大
钢箱梁采取工厂节段制造，现场安装的方案，其节段尺寸大，运输受道路条件和超限运输也是一大难点。
2.5施工安全防护措施多
在高空施工要设置施工操作平台，在跨线部分上方施工焊接时，在下面道路路未封闭时，要在高空进行防护，防止火花、小物件等坠落等。
3.钢箱梁制造难点控制措施
3.1变形控制及措施
焊接结构的变形预测以及控制历来是焊接过程中一大难题。
每个钢箱梁节段都有多种类型的焊接接头形式，需采用CO2气体保护焊、埋弧自动焊、手工弧焊等多种焊接方法。
因此焊接变形的控制对保证钢箱梁的几何精度和质量非常重要。
钢结构焊接通常采用熔化焊的方法，由于焊接加热，融合线以外的母材产生膨胀，冷却后，熔透金属和熔台线附近母材产生收缩，因加热、冷却这种热变化在局部范围急速的进行，膨胀和收缩变形均受到约束而产生焊接变形钢结构焊接变形的基本形式有横向收缩及弯曲变形、纵向收缩及弯曲变形、旋转变形。
在实际的结构中焊接变形呈现出由这些基本形式组合的复杂状态。
我公司采用自动化设备进行板单元组装和焊接，以控制焊接变形。
板单元自动组装设备见图5所示。
板单元自动多头门式焊接设备见图6所示。
图5板单元自动组装设备
图6板单元自动多头门式焊接设备
（1）下料几何尺寸的控制
钢箱梁在拼装前，板料部件刚度小，焊缝多方位施焊，容易产生变形，焊成整体后，刚度很大，变形极难休整。
所以在钢箱梁板单元制造过程中首先必须控制单元件的精度。
因此钢箱梁底板的下料尺寸控制尤为重要，板块及各零件下料加工时，按其后序作业中焊接条件在纵向、横向预留收缩补偿量应通过放样并考虑变形收缩量后再决定下料尺寸。
对于横隔板等影响钢箱梁几何尺寸的单元件，采用数控精密切割进行下料，严格控制其几何尺寸在公差范围内。
（2）板单元组拼尺寸控制
①钢箱梁的板单元之间通过焊接连接成整体，因此控制单件板单元的几何尺寸，对于钢箱梁总拼时控制箱梁整体的焊接收缩、焊接变形，确保几何尺寸精度尤为重要。
②为减少因焊接而引起的变形，板单元采用移动式U肋装备机自动定位安装。
③横隔板的焊接在专门的自动化装置中进行，控制焊接收缩和焊接变形，保证横隔板的尺寸精度。
（3）钢箱梁节段组拼线型控制
对于钢箱梁线形控制采取的措施为电脑精确放样后腹板与顶、底板、腹板数控下料，保证零件曲线线形；
在工厂单元件制造、总拼时均模拟桥形进行工装胎架布置，保证成桥线形的准确；
由于本工程均为平面曲线钢箱梁，因而其外腹板放样是本桥的特点和难点。
当曲线为圆曲线，两侧外腹板分别为正、反圆台，在展开时为扇形；
当曲线为缓和曲线时，lh=A2/R，其X、Y坐标分别为：
；
，其中ln-曲线上任意一点N到ZH点的曲曲线长度（里程差）；
ls-缓和曲线长度；
R-缓和曲线终点的圆曲线半径。
同样通过缓和曲线方程逐点求出各点坐标，利用各点的三维坐标值可计算出腹板曲面相邻点的距离以及相邻线的夹角，通过三角展开原则可将腹板曲面展开成平面，如下图所示，亦可近似以几段圆曲线替代缓和曲线，腹板展开图形有几段扇形组合而成。
缓和曲线腹板三维示意图腹板三角形法展开示意图
钢箱梁的加劲肋采用热煨弯的方案，拼装时每个横隔板（肋）与加劲肋的交点按即有线形控制；
钢箱梁节段组拼采用4+1的方式在现场专用胎架上进行全桥组拼→相邻节段端口精确匹配，待拱度、接口各尺寸调整到位→安装临时匹配件。
（4）钢箱梁现场装焊质量控制
①合理设置装配间隙；
加放焊接收缩余量。
②施工过程中定期进行桥轴线变化的监测。
③合理安排焊接顺序。
④设置防风、防雨设施。
⑤加强对现场工艺纪律执行的管理力度。
（5）焊接重点控制事项
①所有类型的焊缝在焊接前应作工艺评定试验，编制完善的焊接工艺评定试验报告。
②焊接合理选择焊接方法和焊接材料，选择的焊材应具有良好的抗裂性能；
再次，采用合理的焊接工艺参数，尽量采用较小的线能量输入，小电流、快速焊，多层多道焊，严格控制层温，减小热输入产生的内部拘束应力和焊接变形；
③U肋的制造质量和焊接好坏直接关系到板单元的制造，为此生产中重点控制U肋的加工质量特别是U肋的坡口加工精度，并采用十二头双丝U肋龙门焊接机进行焊接，保证焊接质量，以达到良好的熔透深度和焊缝外观成形。
焊接质量应为箱形梁制造中的重中之重，特别要控制U肋与顶、底板焊接“透而不漏”，不能焊穿。
并且焊缝表面要光顺、略成凹形。
横肋与U肋的焊接一定要包角焊，拼装间隙不能大于1mm。
所有顶、底板的纵、横向对接，特别是工地焊，必须保证焊透。
④各类节段施焊顺序应对称与桥轴线，并对称于构件自身的对称轴，均匀、对称、同步协调的实施。
3.2钢箱梁节段制造和组拼的精度控制措施
（1）钢箱梁板单元制造精度控制要点
①划线精度；
②结构接头装配精度；
③单元件形状、尺寸精度；
④单元件边缘精度；
⑤单元件基准线的准确性；
⑥胎架制作精度。
（2）钢箱梁组拼精度控制
①胎架划线精度；
②基准段定位准确性；
③结构对称精度；
④顶面结构坡度；
⑤节段主尺寸精度。
⑥高强度螺栓孔位精度。
3.3钢箱梁运输方案及保证措施
架设方案根据现场实际施工情况进行细化编写，形成流水施工。
充分考虑占道封路的时间安排、节段转运、起吊设备能力等制约因素，做到安全可靠、工期可控、成本可控、质量有保证。
3.4钢箱梁涂装控制措施
钢梁的防腐涂装是保证大桥寿命的重点之一，在防腐体系一定的情况下，防腐处理的质量是保证该桥防腐寿命的关键。
我们对国内钢桥防腐方面不好原因进行分析，结合国外的经验，涂装质量的好坏主要取决于除锈质量和涂装条件控制。
为此我们在专用封闭式除锈、涂装车间里，配备抽湿、通风、除尘设施，除锈车间及涂装车间的温度、湿度、通风条件必须达到涂装规定要求，保证涂装质量。
三.钢箱梁制作方案方法
1.制作方案
综合考虑了制造、运输、架设等因素，按照设计文件和架设方案的要求，进行钢箱梁节段的划分，节段拼接线处各板件的交错线按设计图纸执行。
根据我公司多次施工同类型的工程总结的经验，结合施工图，决定沿用比较成熟的工艺来安装本合同段钢箱梁，即采用顶推发安装钢箱梁。
总体工艺路线流程：
图纸审核→放样→采购材料→材料试验→下料→制作胎架→加工加劲肋→拼装小分段（顶板小分段、底板小分段、腹板小分段）→焊接→检验→上总装胎架进行第一批次节段总拼→焊接→检验→脱胎架→修正胎架→上总装胎架进行第二批次节段总拼→脱胎架→修正胎架→以此类推：
拼装剩余轮次→焊接→检验→预拼装→划安装线→检验→打磨除锈→喷底漆→喷中间漆→运输→搭设支架→吊装→组拼成整体节段→顶推→检测→调整→焊接→检验→落梁就位→喷涂面漆→验收。
钢箱梁制造总体方案：
钢箱梁节段制造安装总体方案见图7所示。
图7钢箱梁制造安装总体方案
2.钢箱梁制造工艺
2.1板单元制造
单元件的划分是根据市场上钢板的幅宽，工厂处理和下料加工设备能力，纵肋布置，焊缝间隔及相应原理来决定，尽量减少对接焊缝数量，能形成批量生产，容易控制质量，一个节段划分成若干块顶底板单元、内外腹板单元、纵隔板单元、横隔板单元、挑臂等结构。
钢箱梁制造实现板单元化。
所有板单元可按类型在专用胎架上形成流水作业制造，实现生产规范化，产品标准化，质量稳定化。
图8钢箱梁节段结构图
（1）制造节段划分
为方便运输，钢箱梁根据结构特点和运输情况按照设计图纸要求进行纵向及横向分段，分段要保证纵向顶、底、腹板分段线错开200mm，横向保证隔板与顶、底板错开100mm以上，纵向分段焊缝避开桥墩及中跨至少2500mm，分段尽可能采用大块件，以减少现场焊缝数量，连结方式均采用焊接形式。
图9横向分段图
图10横纵向分段立体图
纵向分段按照设计图分段进行制造。
（2）板单元下料、制作、焊接重点
（3）板单元制作工艺
①钢板预处理
钢板进厂复验合格后投入生产。
下料前先对钢板的材质、炉批号进行移植，再经通过矫平消除钢板的轧制变形（尤其是局部硬弯）和内应力，从而减小制造中的变形。
平板机矫平后对钢板进行预处理自动进行抛丸除锈、喷涂车间底漆、烘干，除锈等级为GB8923-88标准规定的Sa2.5级，喷涂无机硅酸锌车间底漆一道（厚度20μm）。
平板机平板见图11、钢板预处理见图12所示。
图
11平板机平板图12钢板预处理
②零件的下料加工
板件下料前，先将钢板经平板机校平并经预处理后，再根据零件的具体形状和大小确定下料方法，对较长矩形板件采用多嘴头门式切割机精切下料，对如隔板等形状复杂的板件采用数控切割机精切下料，对较薄的主要零件，采用等离子切割，切割边缘进行机加工；
钢板对接坡口采用火焰精密切割、刨边机或铣边机加工。
钢板下料见图13所示。
图13数控切割机精密切割下料
③板单元拼装工艺
用移动式U肋自动装配机装配U肋，保证U肋间距，板单元组拼。
图14U肋自动组装装配机
U肋龙门自动焊接机焊接U肋，见图15所示。
图15U肋自动焊接机焊接
（4）板单元制造工艺流程
①顶、底板板单元制造
a.顶、底板加工
b.U肋成型
c.顶板板单元组拼
图16曲线U肋制作实况
②底板板、腹板与纵肋组拼
③挑臂结构组拼
④横隔板制造
2.2工厂组拼及预拼装
（1）工厂总拼的基本要求
钢箱梁根据前述分块原则、工艺流程及钢箱梁的外形特点，大拼胎架将根据桥梁的弧线形状、纵横坡变化、截面变化进行模似设置，在大拼时设置定位连接匹配件（临时结构），保证分块节段在工地二次拼装定位的准确定位。
图17钢箱梁组拼实况
（2）钢箱梁节段组装流程
①总拼胎架上按照架设顺序依次对对线拼装节段底板单元。
②按线组装中间横隔板、组装过程中辅以定位夹具、顶拉工具控制隔板、腹板位置精度和垂直度等项点，使横隔板间距满足标准要求。
③按线组装中间横隔板两侧腹板单元，组装过程中辅以定位夹具、顶拉工具控制腹板单元和横隔板单元位置精度和垂直度等项点。
④按次序组装横隔板及腹板单元组装过程中辅以定位夹具、顶拉工具控制隔板、腹板位置精度和垂直度等项点，使横隔板间距满足标准要求。
⑤按线依次组装腹板单元，组装过程中辅以定位夹具、顶拉工具控制中间腹板单元和一侧腹板单元位置精度和垂直度等项点。
拼装另外侧腹板单元，以边测量塔和横基线为基准定位组装另外侧腹板单元，并用马板固定。
用内卡样板检验顶板与外腹板角度，检查合格后，焊接外腹板与顶板纵向焊缝。
注意严格测量尺寸，必须与四周的测量网进行精确测量定位，并辅助以临时支撑连接，安装可微调腹板的装置。
⑥顶板单元组焊
⑦拼装挑臂单元，挑臂单元的T形加劲肋与箱内横隔板对齐，此也为一关键控制点，其安装尺寸需经严格的立体放样。
确保T形加劲肋的腹板与箱内横隔板对齐，较好的传力。
⑧运梁台车驮运已拼梁段出胎，后面一段梁段移至胎架首部，以后面一梁段为母梁，继续拼装下一轮次箱梁。
⑨完成工厂总拼与焊接，完成运输节段间的临时匹配件连接，并做好标识与记录。
拆分拼装节段形成运输节段，以运输节段为单元进行涂装、存梁和发运工作。
3.涂装
3.1涂装方案
结构部位
涂装体系
最小干膜厚（μm）
涂装道数
钢箱梁上外表面（桥面）
车间底漆
喷砂Sa2.5
醇溶性无机硅酸锌车间底漆
20
1
二次涂装
环氧富锌底漆
80
钢箱梁其余外表面
60
环氧（云铁）漆
70+70
2
丙烯酸脂肪族聚氨酯面漆
40+40
钢箱梁体内表面
50
环氧厚浆漆
100+100
U肋等内表面
现场焊缝内表面
打磨至St3
现场焊缝外表面
3.2涂装工艺流程
（1）钢箱梁上外表面（桥面）涂装施工流程图
（2）钢箱梁其余外表面涂装施工流程图
（3）钢箱梁体内表面涂装施工流程图
（4）U肋等内表面涂装施工流程图
（5）现场焊缝内表面涂装施工流程图
（6）现场焊缝外表面涂装施工流程图
四.钢箱梁节段运输
1.运输要求
根据本桥所在位置的具体情况，采用平板载重汽车将钢箱梁节段由制造工厂运输至工地。
由于所运钢梁节段为长、宽运输构件，应事先与交通管理部门取得联系，以保证运输过程中的安全，同时应采取措施避免梁段在运输过程中产生较大变形。
钢梁在工厂制作验收合格后分节段按架设顺序运输至桥位拼装位置进行安装。
运输前对沿途做详细路况调查，包括限高、限宽、限重等限制。
吊车及运输车辆到达现场后，专人指挥进入施工场地，按现场指定位置停放到位。
钢箱梁运输时，一定要按照工地的安装顺序进行装车、运输，不得随意更换工件。
装车时要采取防护措施，防止损坏涂层和工件。
图18钢箱梁节段运输图片
2.运输路线
江西九江中铁九桥工程有限公司→牛凤龙大桥桥址，运输路程约1951公里。
运输路线见图19所示。
图19板单元汽车运输路线图
五.钢箱梁桥上安装
1.施工总体部署
钢箱梁跨径布置及重量见表1-1所示。
表1-1钢箱梁跨径布置及重量
序号
桥名
项目名称
跨径（m）
重量（t）
左幅第4联
50＋60＋40
1307.1
右幅第3联
50＋60＋50
1378.6
总计
2685.7
注：
支座材料重量未计入在内。
钢箱梁采用双幅等截面直腹板钢箱连续梁，顶板为正交异性板结构。
本桥单幅桥宽15.75m，箱体宽度12.0m。
采用单箱5室结构：
3个主箱室，箱室宽为3.2m；
2个现场拼接箱室，箱室宽1.2m。
本桥顺桥向划分为14（13）个节段，单幅桥横桥向分为5个梁段，单幅桥共计70（65）个梁段。
钢箱梁采用工厂分段制造，现场顶推法架设。
钢箱梁采用Q345qD钢材，单幅总重约1378.6t。
钢箱梁在工厂分段预制运至桥位，分段用吊车起吊到顶推支架上顶推架设，最大分段重约35t。
桥型布置图（单位：
cm）
2.现场安装分段
（1）横向：
分5块（单箱5室分3块，挑臂2块）：
钢箱梁横向分段
（2）纵向：
三跨长左幅150米，右幅160米，现场吊装长度按下图分段吊装，最重吊装分段约35t：
钢箱梁纵向分段
3.现场安装施工方案
总体施工方案：
以第7合同牛凤龙大桥右幅第三联钢箱梁结构为例，采用两点顶推架设法架设钢箱梁。
在8#至9#桥墩之间搭设40m长的拼装支架，在9#至10#桥墩之间距离10#桥墩10m左右的位置搭设临时支墩，保证顶推跨度不大于50m。
因第7合同牛凤龙大桥最后一跨导梁过不了桥台，加一组临时墩（根据导梁分段长度确定临时墩位置）。
利用250t履带吊拼装导梁和钢箱梁成整体节间，按照9#向11#方向对连续钢箱梁顶推前移，每顶推前进一个轮次，在后部支架上继续下一轮次的拼装作业，如此循环直至钢箱梁全部顶推就位。
在钢箱梁支撑墩上起顶纵横移调整钢箱梁状态，达到设计要求，安装支座。
3.1安装顶推设备
（1）在拼装支架上滑道梁端部设计位置安装2台150t水平液压顶及控制系统。
（2）8#、11#墩竖向布置2台150t千斤顶；
（3）9#、10#墩支座处竖向各布置2台300t千斤顶；
（4）10#、11#墩上滑道梁共布置1台150t水平纠偏千斤顶；
3.2机具设备
（1）2台1000mm行程的150t水平连续液压顶及其液压泵站和控制柜，主控机1台，控制单元1套；
（2）4台150t千斤顶、4台300t千斤顶、1台150t千斤顶，所有千斤顶行程200mm；
（3）四氟乙烯板滑块共50块；
4.顶推架设施工步序
步骤一：
1、根据桥梁地理位置，顶推架设顺序由9#墩侧往11#墩侧架设。
2、在8#至9#桥墩之间布置钢箱梁拼装支架，在9#至10#桥墩之间距离10#桥墩10m左右的位置搭设临时支墩。
步骤一示意图
步骤二：
1、在拼装胎架上布置滑道，调整滑道标高。
2、在桥墩、桥台上方，布置滑移、纠偏和起顶装置。
步骤二示意图
步骤三：
1、在滑道上铺设滑块；
2、在拼装胎架上拼装导梁。
步骤三示意图
步骤四：
1、顶推导梁前移；
2、在导梁尾部拼装第一节段钢箱梁；
3、连接拼装第一节段钢箱梁与导梁。
步骤四示意图
步骤五：
1、顶推第一节段钢箱梁一个节间距离；
2、安装第二节段钢箱梁，顶推第二节段钢箱梁；
3、重复此操作，直至钢箱梁滑移至9#墩；
4、在9#墩安装纠偏装置（1台150t千斤顶），对连续钢箱梁进行横向纠偏。
步骤五示意图
步骤六：
1、继续顶推安装钢箱梁；
2、当导梁滑移至10#墩的滑座上时，在钢梁下铺设滑块，滑块跟随钢梁进出；
3、在10#墩上安装纠偏装置（1台150t千斤顶），对已拼装的连续钢箱梁进行横向纠偏。
步骤六示意图
步骤七：
1、重复操作，直至导梁滑移至11#桥台前的临时墩上。
步骤七示意图
步骤八：
1、待导梁第一节滑出11#桥台前的临时墩时，拆除导梁前端第一节。
2、继续安装并顶推连续钢箱梁，直至全部拆除导梁。
步骤八示意图
步骤九：
1、顶推连续钢箱梁至设计位置。
2、通过调整桥墩处纠偏装置，调整连续钢箱梁横向位置至设计位置；
3、在拼装支架上拼装架设完成8#～9#墩之间的钢箱梁。
3、在墩顶铺设起顶装置，把连续钢箱梁抬离滑座，拆除滑座。
4、通过起顶装置，下放钢箱梁，把连续钢箱梁调整至设计标高。
步骤九示意图
步骤十：
1、安装连续钢箱梁支座，拆除临时支墩及临时钢管桩，连续钢箱梁架设完成，进入桥面铺装工序。
步骤十示意图
5.主要大型临时设施
5.1存放场
钢箱梁存放场设置在8#墩侧，主要作为钢箱梁分块临时存放场地。
5.2临时支墩及拼装支架
在8#～9#墩之间搭设钢管桩临时拼装支架，钢管桩上做桩帽，在桩帽上放置滑道梁。
单管桩之间用钢管连接系连接，增加临时墩的整体稳定性。
在9#～11#墩顶设置滑座，用于钢箱梁顶推。
临时支墩及拼装支架立柱采用φ630的钢管，横撑及斜撑采用φ300的钢管。
横向布置间距根据钢箱梁横向分段来设置。
顶推平台拼装支架纵向间距为6m，根据实际情况适当调整。
临时支撑墩及拼装支架布置图
导向轮示意图
5.3导梁
导梁是为顶推需要而设计的，总重约50t。
具体详见相关施工设计图纸。
（1）结构形式：
导梁全长35m，采用工型梁桁架形式，前端梁高1.1m，后端梁高2.4m，节间间距11m，纵向布置两片桁，两片桁平行，桁间间距为5.6m。
导梁后端上下面板、腹板分别于钢箱梁的面板、底板及腹板焊接连接。
（2）连接横梁：
横梁安装间距4m。
（3）材质：
主桁分块材质均采用Q345B，横梁均采用Q235B，材料技术条件符合《低合金高强度结构钢》（GB/T1591-2008）的要求。
导梁立面图
5.4滑道梁
滑道梁是为箱梁滑移需要而设计的，总重约40t。
采用箱型梁结构形式，梁高0.6m，梁宽0.4m。
（2）材质：
主桁分块材质均采用Q235B。
滑道立面图
5.5顶推系统
顶推系统组成有：
2台1000mm行程的150t水平连续液压顶及其液压泵站控制单元1套。
顶推装置安装在待滑移钢箱梁的外腹板处，通过滑板支撑在外腹板与底板上。
6.主要施工机械设备
6.1吊机选用
选用250t履带吊1台，工作状态：
吊装最大分段35t，吊装半径22米，幅度34m。
履带吊参数表如下：
履带吊在拼装支架侧面作业。
吊装示意图
6.2千斤顶设备
（1）顶推设备
2台150t水平连续千斤顶及其液压泵站和控制单元1套。
（2）墩顶布置设备
8#、11#墩竖向各布置2台150
升级会员 